高中物理 第四章 波粒二象性 4.2 光电效应与光量子假说学案 教科版选修3-5-教科版高二选修3-5物理学案VIP免费

第二节光电效应与光的量子性课前自主学习：一、光电效应、光的波动说的困难1．定义：光照射在金属表面上时，金属中的电子因吸收光的能量而逸出金属表面的现象．2．光电效应的特征(1)任何金属均存在截止频率(极限频率)，只有________截止频率，才能引起光电效应．(2)发生光电效应时，光电流的大小由______决定，______越大，光电流越大．(3)光电子的最大初动能与入射光的频率成_____关系．(4)光电效应具有瞬时性，发生时间不超过10－9s.3．光的波动说无法解释光电效应现象．二、光量子概念的提出、光电效应方程1．光子说：爱因斯坦提出，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称_______2．光子的能量ε＝hν，其中ν指光的______光电效应显示了光的_______3．光电效应方程：______________4．光的量子说能很好地解释光电效应现象．教学目标1．通过对实验现象的观察，认识光电效应现象，知道光电效应的实验规律。2．通过自主学习、讨论交流，理解爱因斯坦光电效应方程以及意义。3．通过对比分析知道光子的概念和能量、动量4．经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。教学重点光电效应的实验规律教学难点爱因斯坦光电效应方程以及意义设计思想：教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。教学资源：投影片，多媒体辅助教学设备教学设计：课本中先介绍光电效应现象，再学习光子说，最后用光子说解释光电效应现象产生的原因。本节内容说明光具有粒子性，从而引出量子论的基本知识。光电效应有如下特点：①光电效应在极短的时间内完成；②入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象；③在已经发生光电效应的条件下，逸出的光电子的数量跟入射光的强度成正比；④在已经发生光电效应的条件下，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的实验现象，然后运用光子说去解释它，这样可以加深学生的理解。学生应该会根据逸出功求发生光电效应的极限频率，可以运用爱因斯坦光电效应方程进行简单计算。引入新课问题1：人类对光的本性的认识的发展经历了哪些主要过程？（多媒体投影，见课件。）学生阅读教材、思考，并回答。小结：光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世1纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。新课教学学习活动一．认识光电效应实验演示（课件辅助讲述）：用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。学生：认真观察实验。问题：上述实验说明了什么？学生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。学习活动二：光电效应的实验规律光电效应实验（有条件可以做，没有条件可以用多媒体播放）：如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。光电子在电场作用下形成光电流。问题1：遏止电压将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。当K、A间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值Uc时，光电流恰为0。Uc称遏止电压。根据动能定理，有问题2：光电效应实验规律是什么？①光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。②截止频率νc----极限频率对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc。当入射光频率ν>νc时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν<νc时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。③光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。学习活动三．光电效应解释中的疑难问题：光电效应现象与经典理论之间产生了什么矛盾？学生阅读教材：小结：经典理论无法解释光电效应...